JPH11277528A

JPH11277528A - 樹脂ペレット製造用ダイス

Info

Publication number: JPH11277528A
Application number: JP10083951A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kuroda; 好則黒田; Katsunori Takahashi; 克典高橋; Shigehiro Kasai; 重宏笠井; Tatsuya Tanaka; 達也田中; Masahiko Kashiwa; 眞彦柏
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のヒートチャネルダイプレート方式の樹
脂ペレット製造用ダイスと同様の工程で製造でき、しか
も多数の樹脂押出ノズルが全体にわたってほぼ均等に加
熱され、特に、樹脂押出ノズルのテーパ部分での樹脂の
固化を防止して、目詰まりのない樹脂ペレット製造用ダ
イスを提供する。【解決手段】ノズル部リングの外側と内側に加熱媒体
が流れる環状通路を備えるとともに、これら外側環状通
路と内側環状通路との間に多数の加熱チャネルを形成
し、これら加熱チャネルの各間に前記ノズル部リングを
貫通する多数の樹脂押出ノズルを設けてなる樹脂ペレッ
ト製造用ダイスにおいて、前記加熱チャネルが前記樹脂
押出ノズルの小径通路側より大径通路側に所定の長さ延
在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂のペレッ
トを製造するための樹脂ペレット製造装置に用いられる
ダイスに関するもので、特に、樹脂押出ノズル部分を加
熱する加熱ジャケットを備えた樹脂ペレット製造用ダイ
スに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、合成樹脂材料は、原料を混練し
てペレット状に加工した上で搬送される。このような樹
脂ペレットは、混練された溶融状態の合成樹脂をノズル
から連続して押し出すとともに、これを回転カッターに
よって細かく切断することにより製造される。このため
の樹脂ペレット製造装置には、多数の樹脂押出ノズルを
備えたダイスが用いられる。

【０００３】図３に、樹脂ペレット製造装置（水中造粒
装置）と樹脂ペレット製造用ダイスの断面図を示す。樹
脂ペレット製造装置は、樹脂ペレット製造用ダイス１
と、この樹脂ペレット製造用ダイス１の前面（左側）に
は水室１５が設けられ、樹脂ペレット製造用ダイス１の
背面側（右側）から混練された溶融状態の合成樹脂が供
給される構成になっている。前記水室１５内にはカッタ
ー１４が配設され、このカッター１４はシャフト１６を
介して、モータ１７により駆動される。樹脂ペレット製
造用ダイス１のノズル部リング２には、それぞれ軸方向
に貫通する多数のノズル６、６、・・・が形成されてい
る。このノズル部リング２の表面２ａは平坦面として形
成されており、この表面２ａ部分には耐摩耗性の高い硬
質板８が設けられており、その表面に沿って、カッター
１４の刃が回転されるようになっている。

【０００４】溶融状態の合成樹脂は、樹脂ペレット製造
用ダイス１の背面側からノズル部リング２の背面に加圧
供給され、ノズル６、６、・・・から連続して水室内の
冷却水中に押し出される。そして、その押し出されたひ
も状の合成樹脂は、カッター１４により細かく切断され
とともに固化する。この場合には、樹脂ペレット製造用
ダイス１の表面に冷却水が接触し、ノズル部リング２の
表面２ａ側がその冷却水によって冷却されることになる
ので、ノズル６内の溶融樹脂が固化してそのノズル６が
詰まることのないようにするために、ノズル６の周辺に
加熱手段を設け、この加熱手段に蒸気等の加熱流体を導
入することによる、ノズル６部分を加熱するようにして
いる。

【０００５】この加熱手段を図４〜図６に示す。加熱手
段は（イ）コアジャケットダイプレート、（ロ）パイプ
ダイプレートおよび（ハ）ヒートチャネルダイプレート
の３つの方式が用いられている。（イ）コアジャケット
ダイプレート（図４参照）はノズル部リング２の内外周
部に内側コアジャケット２０、外側コアジャケット１９
がそれぞれ設けられている。（ロ）パイプダイプレート
（図５参照）は各ノズル６はパイプ２２内に設けられ、
パイプ２２の外周はジャケット１８と接している。加熱
効果がもっとも高いダイプレートである。一方、（ハ）
ヒートチャネルダイプレート（図６参照）はノズル部リ
ング２の内外周部に内側コアジャケット２０、外側コア
ジャケット１９がそれぞれ設けられるとともに、各ノズ
ル６の横に加熱チャネル５を設けられ、この加熱チャネ
ル５はノズル部リング２と一体加工された堅固な構造と
なり、加熱効果も高い。（イ）コアジャケットダイプレ
ートは構造が簡単であるが、熱伝達効率が悪い。（ロ）
パイプダイプレートは熱伝達効率がよいが、ジャケット
内にノズルが設けられたパイプを配設する構造となり、
このため、製作工程が多くなり、複雑となる問題があ
る。このため、現在、（ハ）ヒートチャネルダイプレー
トが主に使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年の重合技術の進歩
および省力化の観点から樹脂ペレット製造装置の処理能
力が増大し、１基あたりの処理能力が１０〜２０トン／
時から、最近では４０〜６０トン／時にまで増大してい
る。このような大型装置となると、装置の立ち上げが従
来の方法と同じようにすることができない。従来の方法
では、図３の樹脂ペレット製造装置の水室１５内を一
旦、空にして、カッターの回転、溶融状態の合成樹脂の
押出しおよび水室１５への冷却水の注入のタイミングを
はかりながら行っていた。前述の大型装置の場合は、こ
れら作業は危険を伴うとともに、この間に押し出された
合成樹脂が多量（例えば、１トン以上）となり、樹脂取
り・清掃作業が困難となる。このため、大型装置の場合
は、あらかじめ水室に冷却水を注入しておき、その後、
カッターの回転、溶融状態の合成樹脂の押出しという手
順となる。

【０００７】この方法では、融点が高く、かつ、ＭＩ(M
elt index)値の小さい合成樹脂（例えば、ポリプロピレ
ン）では、いわゆる「目詰まり」と呼ばれる現象を生ず
ることとなる。この結果、この樹脂ペレット製造装置で
製造されたペレットの粒度が不揃いとなる問題がある。
さらには、樹脂押出圧力が上昇して、ペレットの生産性
が低下するだけでなく、極端な場合は樹脂を押し出せな
くなる問題を生じる。なお、ＭＩ値とは、１９０℃（ポ
リエチレンの場合）又は２３０℃（ポリプロピレンの場
合）に加熱した樹脂を２．１６ｋｇｆの荷重を掛けた時
の直径２．０９５ｍｍのオリフィスより吐出される１０
分当たりの樹脂量（ｇ）である（ＪＩＳＫ７２１０参
照）。

【０００８】これは、図７に示すように、樹脂ペレット
製造装置の水室１５内の冷却水によって、樹脂ペレット
製造用ダイスの樹脂押出ノズル６内の樹脂が冷却され、
前記ノズルのテーパ部６ｂが固化するために生じるもの
である。この現象を防止するために、（イ）特開平５−
２４５８３３号公報、（ロ）特開平８−５７８５１号公
報などが提案されている。（イ）特開平５−２４５８３
３号公報では、ダイス母材の表面に形成された凹部内に
ダイス表面硬化部および断熱帯を２層状に形成し、樹脂
押出ノズルをこのダイス表面硬化部および断熱帯を貫通
させることにより耐摩耗性および断熱性を有する構成す
ることが開示されている。また、（ロ）特開平８−５７
８５１号公報では、ダイスの吐出側表面層に凹部を形成
し、凹部の底に空間を設けて粉末冶金を熱間静水圧加圧
法により加圧焼結することにより硬化層を形成し、空間
および硬化層を貫通して樹脂押出ノズルを形成すること
により、空間が断熱層として作用する構成が開示されて
いる。これらの方法により、連続操業時の樹脂押出ノズ
ルを流動する溶融状態の合成樹脂の固化を防止すること
できる。

【０００９】しかしながら、いずれのダイスも構造が複
雑となり、ダイスの製造工程が多くなる問題がある。さ
らに、前述の大型装置で高融点、低ＭＩ値の合成樹脂を
押し出すときには、立ち上げ時の「目詰まり」を防止で
きない場合がある。

【００１０】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、この目的は、従来のヒートチャネルダ
イプレート方式の樹脂ペレット製造用ダイスと同様の工
程で製造でき、しかも多数の樹脂押出ノズルが全体にわ
たってほぼ均等に加熱され、特に、樹脂押出ノズルのテ
ーパ部分での樹脂の固化を防止して、目詰まりのない樹
脂ペレット製造用ダイスを提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、ノズル部リングの外側と内側に加熱
媒体が流れる環状通路を備えるとともに、これら外側環
状通路と内側環状通路との間に多数の加熱チャネルを形
成し、これら加熱チャネルの各間に前記ノズル部リング
を貫通する多数の樹脂押出ノズルを設けてなる樹脂ペレ
ット製造用ダイスにおいて、前記加熱チャネルが前記樹
脂押出ノズルの小径通路側より大径通路側に所定の長さ
延在されてなることを特徴とするものである。加熱チャ
ネルを樹脂押出ノズルの小径通路側より大径通路側に所
定の長さ延在されてなることによって、加熱ジャケット
のテーパ部分を十分加熱して、目詰まりを防止するもの
である。

【００１２】従来は、図７に示すように、樹脂押出ノズ
ル６内の樹脂が冷やされ、固化し、それがノズルテーパ
部６ｂまで進むと、大きな背圧で樹脂を押しても、その
形状がくさび状であるため、このノズル穴はつまって回
復しない。本発明では、加熱された樹脂は押出ノズルの
大径通路６ｃ、テーパ部６ｂ、小径通路６ａを通って水
室１５に押し出されるが、図２に示すように、加熱ジャ
ケット５により、ノズルのテーパ部６ｂと大径通路６ｃ
側に２ｍｍ以上延在して加熱チャネルがあるので、ノズ
ルのテーパ部６ｂを十分加熱できるので、たとえノズル
先端が固化しても、十分加熱されている樹脂の背圧によ
って押し抜かれ、目詰まり現象は回復する。テーパ部分
を十分加熱するために、加熱チャネルの大径通路側に延
在される加熱チャネルの延在部５ａの長さａは２ｍｍ以
上にすることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図示例と
ともに説明する。図１は本発明の実施の形態の樹脂ペレ
ット製造用ダイスを示す図であり、図２は、本発明の実
施の形態の樹脂ペレット製造用ダイスのノズルとヒート
チャネル部の断面図を示す模式図である。図１に示すよ
うに、本発明の実施の形態の樹脂ペレット製造用ダイス
１はノズル部リング２の外側および内側にそれぞれ外側
ダイス部（フランジ部）９および内側ダイス部１０を一
体化した円板状のもので、外側ダイス部９に形成された
ボルト穴２１に挿通されるボルトによって、樹脂ペレッ
ト製造装置の基体に固定されるようになっている。そし
て、ノズル部リング２には、それぞれ軸方向に貫通する
多数のノズル６、６、・・・が形成されている。このノ
ズル部リング２の表面２ａは平坦面として形成されてお
り、この表面２ａ部分には耐摩耗性に高い硬質板８が設
けられいる。

【００１４】加熱手段は図１に示されるように、ノズル
部リング２の外周面および内周面にそれぞれ設けられた
外側環状通路３および内側環状通路４と、これらの環状
通路３、４間を結ぶ多数の加熱チャネル５とによって構
成されている。そして、この加熱チャネル５は、図１の
ｃ）のように、樹脂押出ノズルの小径通路６ａ側より大
径通路６ｃ側に所定の長さａになるように延在させる。
通常、この所定の長さａは２〜２．５ｍｍとなる。

【００１５】外側環状通路３は、その水平方向両側部に
設けられた仕切り板１３によって、上部半円形通路３ａ
と下部半円形通路３ｂとに分割されている。そして、樹
脂ペレット製造用ダイス１の上下部に、その半円形通路
３ａ、３ｂにそれぞれ連通する加熱流体導入口１１およ
び加熱流体排出口１２が設けられている。このようにし
て、導入口１１から導入された蒸気等の加熱流体が、外
側環状通路３の上部半円形通路３ａから加熱チャネル５
を通して内側環状通路４に導かれ、そして下部の加熱チ
ャネル５を通して下部半円形通路３ｂから排出通路１２
を経て排出されるようにされ、その間にノズル６部分が
加熱されるようになっている。

【００１６】こうして、各加熱チャネル５、５、・・・
間に設けられたノズル６、６、・・・が、この加熱チャ
ネル５、５、・・・を流れる加熱流体によって加熱され
る。このとき、前述したように、加熱チャネル５はノズ
ルの小径通路６ａ側より大径通路６ｃ側に所定の長さａ
に延在された加熱チャネル延在部５ａを有するので、ノ
ズルの先端部からノズルのテーパ部を越えて大径通路側
まで確実に加熱されることとなり、目詰まりが防止でき
る。特に、ノズルのテーパ部を十分加熱することができ
るので、例え、ノズル先端が固化しても、背圧によって
押し抜かれ、目詰まり現象は回復することができる。

【００１７】このような、樹脂ペレット製造用ダイス１
を製作するのは、従来のヒートチャネルダイプレートと
同様の方法で製造することができる。すなわち、加熱チ
ャネルの加工時に、本発明のような加熱チャネルをノズ
ルの小径通路側より大径通路側に延在させた延在部を設
けた構造に加工するだけである。この加工は、従来、用
いられている加工法（例えば、ドリル加工、エンドミル
加工、放電加工）を用いることができる。

【００１８】本発明の樹脂ペレット製造用ダイスを用い
た一実施例を以下に示す。使用した樹脂ペレット製造用
ダイスは図１に示す形状のダイス（外径：２６０ｍｍ）
で、加熱チャネルは図１のｃ）に示すように樹脂押出ノ
ズル（小径：２．６ｍｍ、大径：５．５ｍｍ）の近傍に
設けられており、加熱チャネルの大径通路側の延在部５
ａの長さａは５ｍｍである。使用した樹脂は、ポリプロ
ピレンで、融点：１５０℃、ＭＩ値：０．５である。

【００１９】そして、図３に示すような、実験用の樹脂
ペレット製造装置に樹脂ペレット製造用ダイス１をセッ
トし、次に、水室１５内に冷却水（水温：８０℃）を充
填し、カッター１４の回転後、２６５℃に加熱したポリ
プロピレンを４００ｋｇ／時で押出してポリプロピレン
のペレットを製造した。製造したペレットの重量は１５
〜２５ｍｇの範囲となり、従来法（水室を空にして、カ
ッターの回転、樹脂の押出しおよび水室への冷却水の注
入をタイミングをはかりながら行う。）と同程度のバラ
ツキとなった。この時の樹脂押出ノズルのかかる押出圧
力の変動も、通常の立ち上げ方法でスタートした場合と
ほぼ同じで、目詰まり現象を生じていないことが判明し
た。

【００２０】本発明は、実施例に制約されるものでな
く、従来の処理能力（１０〜２０トン／時）の装置にも
用いることができる。すなわち、本発明の樹脂ペレット
製造用ダイスでは、従来法のように水室を空にして、カ
ッターの回転、樹脂の押出しおよび水室への冷却水の注
入をタイミングを図る工程を必要とせず、立ち上げ時間
を短縮でき、生産性を上げることもできる。また、同様
に、押出樹脂はポリプロピレンだけでなく、ポリエチレ
ン等の樹脂にも適用できる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、従来の
ヒートチャネルダイプレート方式の加熱チャネルの形状
を変えるだけで、この加熱チャネルの加工は従来と同じ
方法で行うことができ、この加熱チャネルによりノズル
の先端部からノズルのテーパ部を越えて大径通路側まで
確実に加熱されることとなり、目詰まりが防止できる効
果がある。特に、ノズルのテーパ部を十分加熱すること
ができるので、例え、ノズル先端が固化しても、背圧に
よって押し抜かれ、目詰まり現象は回復することができ
る。

【００２２】そして、水室の冷却水へ直接に、溶融状態
の合成樹脂を押出すことができるので、立ち上げ時間を
短縮でき、樹脂ペレットの生産性を向上できる。さら
に、融点が高く、かつ、ＭＩ値の小さい合成樹脂( 例え
ば、ポリプロピレン）のペレットの製造の際に、樹脂ペ
レット製造用ダイスの目詰まりを効果的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の樹脂ペレット製造用ダイスを
示す図であり、ａ）は正面図であり、ｂ）はａ）のＡ−
Ａ線による切断面図であり、ｃ）はａ）のＢ−Ｂ線によ
る切断面図である。

【図２】本発明の実施例の樹脂ペレット製造用ダイスの
ノズルとヒートチャネル部の断面図を示す図である。

【図３】樹脂ペレット製造装置（水中造粒装置）を示す
図であり、ａ）は断面図であり、ｂ）はａ）の樹脂ペレ
ット製造用ダイスの拡大断面図である。

【図４】通常のコアジャケットダイプレート方式の樹脂
ペレット製造用ダイスを示す図であって、ａ）は一部を
示す正面図であり、ｂ）はａ）のｍ−ｎ線による切断面
図である。

【図５】通常のパイプダイプレート方式の樹脂ペレット
製造用ダイスを示す図であって、ａ）は一部を示す正面
図であり、ｂ）はａ）のｍ−ｎ線による切断面図であ
る。

【図６】通常のヒートチャネルダイプレート方式の樹脂
ペレット製造用ダイスを示す図であって、ａ）は一部を
示す正面図であり、ｂ）はａ）のｍ−ｎ線による切断面
図であり、ｃ）はａ）のｊ−ｋ線による切断面図（ノズ
ルとヒートチャネル部の断面図）である。

【図７】通常のヒートチャネルダイプレート方式の樹脂
ペレット製造用ダイスのノズルとヒートチャネル部の断
面図であって、ノズルが目詰まりを起こした状態を示す
図である。

【符号の説明】１樹脂ペレット製造用ダイス２ノズル部リング３外側環状通路４内側環状通路５加熱チャネル５ａ加熱チャネル延在部６樹脂押出ノズル６ａ樹脂押出ノズルの小径通路６ｂ樹脂押出ノズルのテーパ部６ｃ樹脂押出ノズルの大径通路７ａ溶融状態の樹脂７ｂ固化した樹脂８硬質板９外側ダイス部（フランジ部）１０内側ダイス部１１加熱流体導入口１２加熱流体排出口１３仕切体１４カッター１５水室１６シャフト１７駆動モータ１８ジャケット１９外側コアジャケット２０内側コアジャケット２１ボルト穴２２パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中達也兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者柏眞彦兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル部リングの外側と内側に加熱媒体
が流れる環状通路を備えるとともに、これら外側環状通
路と内側環状通路との間に多数の加熱チャネルを形成
し、これら加熱チャネルの各間に前記ノズル部リングを
貫通する多数の樹脂押出ノズルを設けてなる樹脂ペレッ
ト製造用ダイスにおいて、前記加熱チャネルが前記樹脂押出ノズルの小径通路側よ
り大径通路側に所定の長さ延在されてなることを特徴と
する樹脂ペレット製造用ダイス。
【請求項２】前記加熱チャネルの大径通路側に延在さ
れる所定の長さが２ｍｍ以上である請求項１記載の樹脂
ペレット製造用ダイス。